Различите методе сечења машина за ласерско сечење

Ласерско сечење је бесконтактна метода обраде са високом енергијом и добром контролом густине. Ласерска тачка са великом густином енергије настаје након фокусирања ласерског зрака, који има многе карактеристике када се користи при сечењу. Постоје четири различита начина ласерског сечења за решавање различитих ситуација.

1. Резање талине 

Код ласерског резања топљењем, растопљени материјал се избацује помоћу струјања ваздуха након локалног топљења обратка. Пошто се пренос материјала одвија само у течном стању, овај процес се назива ласерско сечење топљењем.
Ласерски зрак са инертним гасом за сечење високе чистоће чини да растопљени материјал напусти прорез, док сам гас није укључен у сечење. Резање са топљењем ласером може постићи већу брзину сечења од сечења гасификацијом. Енергија потребна за гасификацију обично је већа од енергије потребне за топљење материјала. Код ласерског резања топљењем ласерски зрак се само делимично апсорбује. Максимална брзина сечења расте са повећањем ласерске снаге, а смањује се готово обрнуто са повећањем дебљине плоче и температуре топљења материјала. У случају одређене снаге ласера, ограничавајући фактор је притисак ваздуха на прорезу и топлотна проводљивост материјала. За материјале од гвожђа и титанијума, ласерским сечењем талине могу се добити зарези без оксидације. За челичне материјале, густина снаге ласера ​​је између 104в / цм2 и 105В / цм2.

2. Сечење испаравањем

У процесу резања ласерском расплињавањем, брзина површинске температуре материјала која расте до температуре кључања је толико велика да може избјећи топљење узроковано провођењем топлине, па неки материјали испаравају у пару и нестају, а неки се материјали отпухују из дно резног шава помоћу помоћног тока гаса као избацивање. У овом случају потребна је врло велика снага ласера.

Да би се спречило кондензовање паре материјала на прорезу, дебљина материјала не сме бити много већа од пречника ласерског снопа. Овај процес је стога погодан само за примјене гдје се мора избјећи уклањање растопљених материјала. У ствари, процес се користи само у врло малом пољу употребе легура на бази гвожђа.

Поступак се не може користити за материјале као што су дрво и нека керамика, који нису у растаљеном стању и мало је вероватно да ће дозволити да се паре материјала рекомбинују. Осим тога, ови материјали обично морају постићи дебљи рез. Код ласерског сечења гасификацијом оптимално фокусирање снопа зависи од дебљине материјала и квалитета снопа. Снага ласера ​​и топлота испаравања имају само одређени утицај на оптимални фокусни положај. Максимална брзина сечења је обрнуто пропорционална температури гасификације материјала када је дебљина плоче фиксирана. Потребна густина снаге ласера ​​је већа од 108В / цм2 и зависи од материјала, дубине сечења и положаја фокуса снопа. У случају одређене дебљине плоче, под претпоставком да има довољно снаге ласера, максимална брзина сечења је ограничена брзином млаза гаса.

3. Контролисано сечење лома

За крхке материјале који се лако оштећују топлотом, сечење велике брзине и које се може контролисати загревањем ласерског снопа назива се сечење са контролисаним ломом. Главни садржај овог процеса сечења је: ласерски зрак загрева малу површину ломљивог материјала, што изазива велики топлотни нагиб и озбиљне механичке деформације у овој области, што доводи до стварања пукотина у материјалу. Све док се одржава равномерни градијент грејања, ласерски зрак може водити генерисање пукотина у било ком жељеном смеру.

4. Оксидационо таљење (ласерско сечење пламеном)

Генерално, инертни гас се користи за топљење и сечење. Ако се уместо тога користи кисеоник или други активни гас, материјал ће се запалити под зрачењем ласерског снопа, а други извор топлоте ће настати услед интензивне хемијске реакције са кисеоником ради даљег загревања материјала, што се назива оксидационо топљење и сечење .

Због овог ефекта, брзина резања конструкцијског челика исте дебљине може бити већа од стопе резања. С друге стране, квалитет реза може бити лошији од резања растопљеном талином. У ствари, то ће произвести шире прорезе, очигледну храпавост, повећану зону захваћену топлотом и лошији квалитет ивица. Ласерско сечење пламеном није добро у обради прецизних модела и оштрих углова (постоји опасност од опекотина оштрих углова). Ласери у импулсном режиму могу се користити за ограничавање топлотних ефеката, а снага ласера ​​одређује брзину сечења. У случају одређене снаге ласера, ограничавајући фактор је снабдевање кисеоником и топлотна проводљивост материјала.


Време објављивања: 21. децембар 2020